[发明专利]实现逻辑卷动态分配并支持虚拟机动态迁移的系统及方法

说明书

本发明公开了一种实现逻辑卷动态分配并支持虚拟机动态迁移的系统及方法，涉及云计算领域。本发明引入3种映射表缓存模式：写回模式：映射表读写均在缓存中，内核进程定时将脏的映射表写入磁盘；写通模式：映射表读取时从缓存获取数据；写入数据时，将映射表同时写进缓存和磁盘，每次写数据操作都会触发脏映射表刷新到磁盘；迁移模式：映射表读取时从硬盘读取，有数据写入操作时，自动将映射表缓存模式切换成写回模式。本发明在源服务器触发迁移操作前，设置映射表缓存模式为写通模式；在目标服务器触发迁移操作前，对虚拟机的虚拟磁盘进行预加载，设置映射表缓存模式为迁移模式。本发明既能解决虚拟机HA问题，又能实现虚拟机的动态迁移。

技术领域

本发明涉及云计算领域，具体是涉及一种实现逻辑卷动态分配并支持虚拟机动态迁移的系统及方法。

背景技术

在云计算数据中心，在大量服务器上运行着大量的虚拟机业务，但由于服务器故障及正常的服务器升级维护不可避免，必然会造成虚拟机业务的停机。为了降低这种停机时间以及实现运维的自动化，云计算服务厂商都必须提供以下2个虚拟机的高级功能：

(1)虚拟机HA(Hign Available，高可用)：当虚拟机运行所在的服务器发生故障时，其它正常的服务器自动重新启动该虚拟机，让虚拟机业务继续运行，中间会造成虚拟机内存数据的丢失和一段业务停机时间。该功能一般由管理员配置好HA策略，进行被动触发，降低由服务器故障引起的停机时间。

(2)虚拟机动态迁移：当有需要时，由管理员主动触发迁移指令让虚拟机业务在不停机的情况自动迁移到其他服务器上。该功能一般由管理员主动触发，降低因正常维护带来的停机时间。

上述两个高级功能一般都要求虚拟机的虚拟磁盘放在共享存储上。

目前已有一种在共享存储上实现逻辑卷动态分配的技术方案：云计算数据中心包括若干服务器、共享存储设备和网络交换机，每台服务器上都安装有虚拟磁盘的驱动程序、服务程序和命令行工具。在所有服务器上安装虚拟磁盘的驱动程序、服务程序和命令行工具，其中一台服务器为主节点，其他的服务器为从节点。用户通过命令行工具发出创建虚拟磁盘的命令，命令行工具将该命令发送给主节点的服务程序，主节点的服务程序根据参数调用驱动程序，创建虚拟磁盘，同时在虚拟磁盘的保留空间内保存对应的配置、映射数据等，然后将创建结果返回给命令行工具，命令行工具更新本地数据，并使用驱动程序在本地加载对应的虚拟磁盘；此时驱动程序仅给用户分配一个要求大小的虚拟磁盘，然而实际上却只分配了很小的一部分存储空间，大约使用者要求大小的1％到10％，也可自由调整，这一点对用户是透明的，用户以为分配了全部的空间。

当用户对这个虚拟磁盘进行写入时，驱动程序如果发现被写入的存储空间还没有被分配，则通知主节点的服务程序分配额外的存储空间，并更新保留空间内的映射数据，然后用户在新分配的空间上进行写入，从而实现存储空间的动态按需分配；当用户对该虚拟磁盘进行读取时，驱动程序如果发现被读取的存储空间还没有被分配，则直接返回全0的数据，不进行实际的存储设备操作；当用户读写已经实际分配存储空间时，直接在本地进行数据块映射，由于采用简单的数组映射算法，整个过程几乎没有性能损耗；当主节点崩溃时，在从节点中任意选一个，设为新主节点，然后向其余节点上的服务程序发送新主节点的相关信息，虚拟磁盘就可以继续正常运行，不间断对外提供服务，实现高可用。

上述技术方案具有节省空间、高可用、高性能、低成本、低消耗、高可靠性等特性，在保证性能的前提下，能很好的解决虚拟机HA的问题，保证了在服务器故障的情况下，虚拟机能在新的服务器上正常启动，还是使用相同的存储存储，降低业务的停机时间。